JP2001026105A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

Info

Publication number
JP2001026105A
JP2001026105A JP11201111A JP20111199A JP2001026105A JP 2001026105 A JP2001026105 A JP 2001026105A JP 11201111 A JP11201111 A JP 11201111A JP 20111199 A JP20111199 A JP 20111199A JP 2001026105 A JP2001026105 A JP 2001026105A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
substrate
diaphragm
silicon
ink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11201111A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kaihei Itsushiki
海平 一色
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP11201111A priority Critical patent/JP2001026105A/en
Priority to US09/610,807 priority patent/US6354696B1/en
Publication of JP2001026105A publication Critical patent/JP2001026105A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14314Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an ink jet head in which an electrode substrate can be employed for taking out a common electrode while reducing the size of the head and variation in the ink drop ejection characteristics is suppressed among bits by providing an electrode on a conductive electrode substrate through an insulating layer and connecting the electrode substrate electrically with a diaphragm. SOLUTION: An electrode substrate 2 is made of a conductive silicon substrate having polarity matching that of a diaphragm 10. An insulating layer, i.e., a silicon oxide film 22, is formed on the wall face of a recess 21 and an electrode 23 is provided oppositely to the diaphragm 10 on the bottom face of the recess 21 thus placing the electrode 23 on the electrode substrate 2 through the insulating layer. A gap 24 is formed between the diaphragm 10 and the electrode 23 constituting an actuator part. An insulating film 25, e.g. an SiO2 film, is formed on the surface of the electrode 23 which is led out to form an electrode pad part 26. A plurality of nozzle holes 4 are made through a nozzle plate 3 and ink supply openings 15 are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドに
関し、特に静電型インクジェットヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head, and more particularly to an electrostatic ink jet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プ
ロッタ等の画像記録装置(画像形成装置)として用いる
インクジェット記録装置において使用するインクジェッ
トヘッドは、インク滴を吐出するノズル孔と、このノズ
ル孔が連通する吐出室(圧力室、加圧室、加圧液室、液
室、インク流路等とも称される。)と、この吐出室内の
インクを加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生
手段とを備えて、エネルギー発生手段を駆動することで
吐出室内インクを加圧してノズル孔からインク滴を吐出
させるものであり、記録の必要なときにのみインク滴を
吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流であ
る。
2. Description of the Related Art An ink jet head used in an ink jet recording apparatus used as an image recording apparatus (image forming apparatus) such as a printer, a facsimile, a copying apparatus, a plotter, etc. has a nozzle hole for discharging ink droplets and this nozzle hole communicates. A discharge chamber (also referred to as a pressure chamber, a pressurized chamber, a pressurized liquid chamber, a liquid chamber, an ink flow path, etc.) and an energy generating means for generating energy for pressurizing the ink in the discharge chamber; By driving the energy generating means, the ink in the ejection chamber is pressurized to eject ink droplets from the nozzle holes, and the ink-on-demand type, which ejects ink droplets only when recording is necessary, is mainly used. is there.

【0003】従来、吐出室内のインクを加圧するエネル
ギーを発生するエネルギー発生手段として、圧電素子を
用いて吐出室の壁面を形成する振動板を変形させて吐出
室内容積を変化させてインク滴を吐出させるようにした
もの(特開平2−51734号公報参照)、或いは、発
熱抵抗体を用いて吐出室内でインクを加熱して気泡を発
生させることによる圧力でインク滴を吐出させるように
したもの(特開昭61−59911号公報参照)などが
知られている。
Conventionally, as an energy generating means for generating energy to pressurize ink in a discharge chamber, a piezoelectric element is used to deform a diaphragm forming a wall surface of the discharge chamber to change the volume of the discharge chamber to discharge ink droplets. (See JP-A-2-51734), or an ink droplet is ejected by pressure generated by heating ink in an ejection chamber using a heating resistor to generate bubbles. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-59911) is known.

【0004】しかしながら、前者の圧電素子を用いる方
式においては、吐出室に圧力を生じさせるために振動板
に圧電素子のチップを貼り付ける工程が複雑であり、高
速、高印字品質に対する限界があること、後者のインク
を加熱する方式においては、圧電素子を用いる場合の問
題は生じないものの、発熱抵抗体の急速な加熱、冷却の
繰り返し、気泡消滅時の衝撃によって、発熱抵抗体がダ
メージを受けるために、総じてインクジェットヘッドの
寿命が短くなるなどの不都合がある。
However, in the former method using a piezoelectric element, the process of attaching the chip of the piezoelectric element to the diaphragm in order to generate pressure in the discharge chamber is complicated, and there are limits to high speed and high printing quality. However, in the latter method of heating ink, although the problem of using a piezoelectric element does not occur, the heating resistor is rapidly damaged by repeated heating and cooling of the heating resistor, and the shock when the bubbles disappear, because the heating resistor is damaged. In addition, there is an inconvenience that the life of the inkjet head is shortened as a whole.

【0005】そこで、こうした問題を解決するものとし
て、特開平6−71882号公報などに記載されている
ように、吐出室の壁面を形成する振動板と電極とを平行
に配置し(これにより形成されるギャップを「平行ギャ
ップ」と称する。)、振動板と電極との間に発生させる
静電力によって振動板を変形させることで、吐出室内容
積を変化させてインク滴を吐出させるインクジェットヘ
ッドが提案されている。
In order to solve such a problem, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-71882, a diaphragm forming the wall surface of a discharge chamber and an electrode are arranged in parallel with each other. The gap formed is referred to as a “parallel gap”.) An ink jet head that ejects ink droplets by changing the volume of a discharge chamber by deforming the diaphragm by electrostatic force generated between the diaphragm and the electrode is proposed. Have been.

【0006】従来の静電型インクジェットヘッドは、図
10及び図11に示すように、基板101に加圧室10
2、加圧室102の壁面を形成する振動板103、加圧
室102にインクを供給する共通インク室104、共通
インク室104と加圧室102を連通するインク供給路
105などを形成する一方、ホウ珪酸ガラス基板又はシ
リコン基板からなる電極基板111上にシリコン酸化膜
112を成膜し、このシリコン酸化膜112上に振動板
103に対向する電極113を形成し、電極113表面
を絶縁膜114で被覆して、これらの基板101と電極
基板111とをシリコン酸化膜112を介して接合して
いる。さらに、基板101上にはノズル板121を接合
し、このノズル板121には加圧室102に連通するノ
ズル孔122及び共通インク室104にインクを供給す
るインク供給口123を形成している。
[0006] As shown in FIGS. 10 and 11, a conventional electrostatic ink jet head includes a pressurizing chamber 10 on a substrate 101.
2. While forming a diaphragm 103 forming the wall surface of the pressure chamber 102, a common ink chamber 104 for supplying ink to the pressure chamber 102, an ink supply path 105 connecting the common ink chamber 104 and the pressure chamber 102, and the like. A silicon oxide film 112 is formed on an electrode substrate 111 made of a borosilicate glass substrate or a silicon substrate. An electrode 113 is formed on the silicon oxide film 112 so as to face the vibration plate 103. Then, the substrate 101 and the electrode substrate 111 are joined via a silicon oxide film 112. Further, a nozzle plate 121 is bonded on the substrate 101, and the nozzle plate 121 is formed with a nozzle hole 122 communicating with the pressurizing chamber 102 and an ink supply port 123 for supplying ink to the common ink chamber 104.

【0007】そして、振動板103を共通電極とするた
めに図10に示すように基板101のノズル配列方向端
部に共通電極用電極取出し領域106を設け、また、電
極113を個別電極とするために電極基板111の端部
側まで引き出して電極パッド116を形成し、この電極
パッド116上の基板101は開口させている。
In order to use the diaphragm 103 as a common electrode, as shown in FIG. 10, a common electrode electrode extraction region 106 is provided at the end of the substrate 101 in the nozzle arrangement direction, and the electrode 113 is used as an individual electrode. The electrode pad 116 is drawn out to the end side of the electrode substrate 111 to form an electrode pad 116, and the substrate 101 on the electrode pad 116 is opened.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
静電型インクジェットヘッドにあっては、振動板を共通
電極とするために電極取出し領域を設けなくてはなら
ず、ヘッド面積の増大を招いている。また、シリコン酸
化膜をそのままギャップスペーサとして振動板と電極と
のギャップを形成しているので、ギャップを広範囲に制
御することが困難であり、所望のヘッドの動作(振動)
特性に応じた設計がし難いという課題もある。
As described above, in the conventional electrostatic ink jet head, an electrode extraction region must be provided in order to use the diaphragm as a common electrode. Inviting. Further, since the gap between the diaphragm and the electrode is formed by using the silicon oxide film as a gap spacer as it is, it is difficult to control the gap over a wide range, and the desired head operation (vibration)
There is also a problem that it is difficult to design according to characteristics.

【0009】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、ヘッドの小型化を図り、振動特性のバラツキを低
減することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to reduce the size of a head and reduce variations in vibration characteristics.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るインクジェットヘッドは、導電性を有
する電極基板上に絶縁層を介して振動板に対向する電極
を設け、電極基板と振動板とを電気的に接続したもので
ある。
In order to solve the above-mentioned problems, an ink jet head according to the present invention is provided with an electrode facing a diaphragm via an insulating layer on an electrode substrate having conductivity. The diaphragm and the diaphragm are electrically connected.

【0011】ここで、電極基板と振動板との電気的接続
は電極基板を絶縁層を介さずに振動板と接合することで
行うことができる。この場合、電極基板及び振動板をシ
リコン基板から形成し、且つ両シリコン基板を直接接合
することができ、或いは電極基板及び振動板をシリコン
基板から形成し、且つ両シリコン基板を金属を介して共
晶接合することができる。
Here, the electrical connection between the electrode substrate and the vibration plate can be made by bonding the electrode substrate to the vibration plate without an insulating layer. In this case, the electrode substrate and the vibration plate can be formed from a silicon substrate and both silicon substrates can be directly bonded, or the electrode substrate and the vibration plate can be formed from a silicon substrate and both silicon substrates can be shared via a metal. Can be crystal bonded.

【0012】この場合、電極基板には結晶面方位(10
0)の単結晶シリコン基板或いは結晶面方位(110)
の単結晶シリコン基板を用いることが好ましい。
In this case, the crystal orientation (10
0) Single crystal silicon substrate or crystal plane orientation (110)
It is preferable to use a single-crystal silicon substrate.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は本発明の第1実施形態
に係るインクジェットヘッドの平面説明図、図2は図1
のA−A線に沿う断面説明図、図3は図1のB−B線に
沿う断面説明図、図4は図1のC−C線に沿う断面説明
図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory plan view of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along line CC of FIG.

【0014】このインクジェットヘッドは、振動板/液
室基板1と、この振動板/液室基板1の下側に設けた電
極基板2と、振動板/液室基板1の上側に設けたノズル
板3とを備え、インク滴を吐出する複数のノズル孔4、
各ノズル孔4が連通するインク流路である加圧室6、各
加圧室6にインク供給路を兼ねた流体抵抗部7を介して
連通する共通インク室8などを形成している。
The ink jet head includes a vibration plate / liquid chamber substrate 1, an electrode substrate 2 provided below the vibration plate / liquid chamber substrate 1, and a nozzle plate provided above the vibration plate / liquid chamber substrate 1. 3, a plurality of nozzle holes 4 for ejecting ink droplets,
A pressurizing chamber 6, which is an ink flow path communicating with each nozzle hole 4, and a common ink chamber 8, which communicates with each pressurizing chamber 6 via a fluid resistance portion 7 also serving as an ink supply path, are formed.

【0015】振動板/液室基板1は、例えば単結晶シリ
コン基板、多結晶シリコン基板、SOI基板などのシリ
コン基板を用いており、加圧室6及びこの加圧室6の壁
面である底部をなす振動板(第1の電極)10を形成す
る凹部11と、流体抵抗部7を形成する溝12と、共通
インク室8を形成する凹部13とを形成している。
The diaphragm / liquid chamber substrate 1 uses a silicon substrate such as a single-crystal silicon substrate, a polycrystalline silicon substrate, or an SOI substrate. A concave portion 11 forming a vibration plate (first electrode) 10 to be formed, a groove 12 forming a fluid resistance portion 7, and a concave portion 13 forming a common ink chamber 8 are formed.

【0016】また、電極基板2は、導電性を有する基板
(ここでは、振動板10と極性が一致するシリコン基
板)を用いており、凹部21を形成して、この凹部21
の壁面には絶縁膜(絶縁層)であるシリコン酸化膜22
を形成し、凹部21底面に振動板10に対向する電極2
3を設けることで電極基板2に絶縁層を介して電極10
を設け、振動板10と電極23との間にギャップ24を
形成し、これらの振動板10と電極23とによってアク
チュエータ部を構成している。そして、電極23表面に
はSiO2膜などの酸化膜或いは窒化膜などである絶縁膜
(保護膜)25を成膜し、また電極23を引き出して電
極パッド部26を形成している。
The electrode substrate 2 is a conductive substrate (here, a silicon substrate having the same polarity as the vibration plate 10), and has a recess 21 formed therein.
A silicon oxide film 22 as an insulating film (insulating layer)
Is formed on the bottom surface of the concave portion 21 and the electrode 2 facing the diaphragm 10 is formed.
3, the electrode 10 is provided on the electrode substrate 2 via an insulating layer.
Is provided, a gap 24 is formed between the diaphragm 10 and the electrode 23, and the diaphragm 10 and the electrode 23 constitute an actuator section. Then, an insulating film (protective film) 25 such as an oxide film or a nitride film such as a SiO 2 film is formed on the surface of the electrode 23, and the electrode pad portion 26 is formed by extracting the electrode 23.

【0017】ここでは、電極基板2として結晶面方位
(110)の単結晶シリコン基板を用いることで、ウエ
ットエッチングによる異方性エッチングで垂直な壁面
(長辺方向壁面)を有する凹部21を形成することがで
き、このような凹部21に電極23を形成することで、
振動板10と相対する電極面積を広くすることができ
て、電気容量を大きくとれ、安定した振動特性を得るこ
とができる。
Here, a concave portion 21 having a vertical wall surface (long-side wall surface) is formed by anisotropic etching by wet etching by using a single crystal silicon substrate having a crystal plane orientation (110) as the electrode substrate 2. By forming the electrode 23 in such a concave portion 21,
The area of the electrode facing the diaphragm 10 can be increased, the capacitance can be increased, and stable vibration characteristics can be obtained.

【0018】これらの振動板/液室基板1と電極基板2
とに単結晶シリコン基板を用いて、両基板1,2を直接
接合又は金属を介した共晶接合にて接合することで、電
極基板2と振動板10とを図2にも示すように絶縁層を
介することなく接合して電気的に接続している。
The vibration plate / liquid chamber substrate 1 and the electrode substrate 2
By using a single-crystal silicon substrate and joining the two substrates 1 and 2 by direct bonding or eutectic bonding via a metal, the electrode substrate 2 and the diaphragm 10 are insulated as shown in FIG. They are joined and electrically connected without any layers.

【0019】ノズル板3には複数のノズル孔4と共に、
共通インク室8に外部からインクを供給するインク供給
口15を形成している。このノズル板3のインク吐出面
には撥水性を有する表面処理層を形成している。
The nozzle plate 3 is provided with a plurality of nozzle holes 4
An ink supply port 15 for supplying ink from outside to the common ink chamber 8 is formed. A water-repellent surface treatment layer is formed on the ink ejection surface of the nozzle plate 3.

【0020】このように構成したインクジェットヘッド
においては、振動板10は導電性を有する基板である電
極基板2と絶縁層を介することなく接合して電気的に接
続しているので、図2に示すように、電極基板2を接地
することで振動板10の電位も接地(0V)となり、振
動板10を共通電極とすることができる。したがって、
個別電極となる電極23と振動板10との間に駆動電圧
を印加することにより、静電力によって振動板10が変
形変位して、加圧室6の内容積が変化し、ノズル孔4か
らインク滴が吐出される。
In the ink jet head configured as described above, the vibration plate 10 is electrically connected to the electrode substrate 2, which is a conductive substrate, without the interposition of an insulating layer. As described above, by grounding the electrode substrate 2, the potential of the diaphragm 10 is also grounded (0 V), and the diaphragm 10 can be used as a common electrode. Therefore,
When a driving voltage is applied between the electrode 23 serving as an individual electrode and the diaphragm 10, the diaphragm 10 is deformed and displaced by electrostatic force, the inner volume of the pressurizing chamber 6 is changed, and the ink Drops are ejected.

【0021】この場合、振動板の変位駆動方式として
は、振動板10を電極23に当接させないで状態で電極
23側に変位させて、この状態から放電して振動板10
を復帰させることでインク滴を吐出させる非当接駆動方
式、振動板10を電極23に当接するまで変位させて、
この状態から放電して振動板10を復帰させることでイ
ンク滴を吐出させる当接駆動方式のいずれの方式も採用
できる。
In this case, as the displacement driving method of the diaphragm, the diaphragm 10 is displaced toward the electrode 23 without being brought into contact with the electrode 23, and the diaphragm 10 is discharged from this state to discharge.
The non-contact drive method of ejecting ink droplets by returning the vibration plate 10 is displaced until the diaphragm 10 contacts the electrode 23,
Any of the contact driving methods of discharging ink droplets by discharging from this state and returning the vibration plate 10 can be adopted.

【0022】このように、導電性を有する電極基板上に
絶縁膜を介して電極を設け、電極基板を絶縁膜を介さず
に振動板と接合して電気的に接続することで、振動板基
板を共通電極とするための電極引き出し領域を省略する
ことができ、ヘッドの小型化を図れる。また、電極基板
裏面の広い範囲で共通電極用電位を取ることができるの
で、各ビット間(ノズル間)の電位のばらつきによるイ
ンク滴吐出特性のばらつきを低減することができる。
As described above, the electrodes are provided on the conductive electrode substrate with the insulating film interposed therebetween, and the electrode substrate is joined to and electrically connected to the diaphragm without the interposition of the insulating film. An electrode lead-out region for making the common electrode a common electrode can be omitted, and the head can be miniaturized. Further, since the potential for the common electrode can be obtained in a wide range on the back surface of the electrode substrate, it is possible to reduce the variation in the ink droplet ejection characteristics due to the variation in the potential between each bit (between the nozzles).

【0023】そして、電極基板と振動板との電気的な接
続を電極基板と振動板とを絶縁層を介することなく接合
することにって安定して高い信頼性で電気的な接続を得
られる。もっとも、電極基板と振動板とを絶縁層を介し
て接合して別途電極基板と振動板とを電気的に接続する
こともできる。
The electrical connection between the electrode substrate and the vibration plate can be stably obtained with high reliability by joining the electrode substrate and the vibration plate without using an insulating layer. . Needless to say, the electrode substrate and the vibration plate can be joined via the insulating layer to separately electrically connect the electrode substrate and the vibration plate.

【0024】次に、本発明の第2実施形態に係るインク
ジェットヘッドについて図5を参照して説明する。この
インクジェットヘッドは、電極基板2として結晶面方位
(100)のシリコン基板を用いて凹部21をウエット
エッチングによる異方性エッチングを行って形成したも
のである。
Next, an ink jet head according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The ink jet head is formed by performing anisotropic etching by wet etching on the concave portion 21 using a silicon substrate having a crystal plane orientation (100) as the electrode substrate 2.

【0025】この場合、凹部21は約54度の傾斜面と
なる壁面を有するので、この凹部21に電極23を形成
することによってギャップ24の間隔が徐々に変化す
る。なお、平行でない振動板と電極との間に形成される
ギャップを「非平行ギャップ」と称する。
In this case, since the concave portion 21 has a wall surface which becomes an inclined surface of about 54 degrees, the interval of the gap 24 is gradually changed by forming the electrode 23 in the concave portion 21. Note that a gap formed between the non-parallel diaphragm and the electrode is referred to as a “non-parallel gap”.

【0026】ここで、振動板10と電極23との間に生
じる静電力は両者の間隔(距離)の二乗に反比例するの
で、電極間距離が小さいほどより低い電圧で所望の静電
力を得ることができる。したがって、ギャップ24の間
隔が徐々に変化することで、振動板10は電極23との
距離が小さい領域から変形変位し、それに応じて振動板
10は電極23との距離が小さくなるので、低い駆動電
圧で駆動することが可能になる。
Since the electrostatic force generated between the diaphragm 10 and the electrode 23 is inversely proportional to the square of the distance (distance) between the two, the desired electrostatic force can be obtained at a lower voltage as the distance between the electrodes is smaller. Can be. Therefore, the diaphragm 10 is deformed and displaced from the region where the distance to the electrode 23 is small due to the gradual change of the interval of the gap 24, and the distance between the diaphragm 10 and the electrode 23 is correspondingly reduced. It becomes possible to drive with voltage.

【0027】次に、本発明の第3実施形態に係るインク
ジェットヘッド及びその製造工程について図6乃至図9
を参照して説明する。なお、図6及び図7はヘッド長手
方向断面説明図、図8及び図9はヘッド短手方向断面説
明図である。
Next, an ink jet head according to a third embodiment of the present invention and its manufacturing process will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. 6 and 7 are cross-sectional views in the longitudinal direction of the head, and FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views in the lateral direction of the head.

【0028】先ず、図6(a)及び図8(a)に示すよ
うに、電極基板2となる結晶面方位(110)又は(1
00)のp型の単結晶シリコン基板31の表面に熱酸化
法によって保護膜となるシリコン酸化膜32を約50n
mの厚さで成膜する。ここでは、コストが廉価なp型の
単結晶シリコン基板を用いているが、n型シリコン基板
を用いることもできる。ただし、電極基板2となるシリ
コン基板31と振動板10とは極性を同じにする。
First, as shown in FIGS. 6A and 8A, the crystal plane orientation (110) or (1)
A silicon oxide film 32 serving as a protective film is formed on the surface of the p-type single crystal silicon substrate
m to form a film. Here, a low-cost p-type single-crystal silicon substrate is used, but an n-type silicon substrate can also be used. However, the silicon substrate 31 serving as the electrode substrate 2 and the diaphragm 10 have the same polarity.

【0029】続いて、各図(b)に示すように、シリコ
ン酸化膜32の表面に後工程でのエッチングバリア層と
なるシリコン窒化膜33をLP−CVD、熱CVDなど
の方法で約100nmの厚さで形成する。次に、各図
(c)に示すように、フォトエッチングの手法を用い
て、電極形成のためのパターニングを行い、フォトレジ
ストオ膜をマスクにして、シリコン室化膜33及びシリ
コン酸化膜32を順次エッチングし、電極23を形成す
る領域が開口したパターンを形成する。
Subsequently, as shown in each figure (b), a silicon nitride film 33 serving as an etching barrier layer in a later step is formed on the surface of the silicon oxide film 32 to a thickness of about 100 nm by a method such as LP-CVD or thermal CVD. It is formed with a thickness. Next, as shown in each figure (c), patterning for electrode formation is performed by using a photo-etching technique, and the silicon nitride film 33 and the silicon oxide film 32 are formed using the photoresist film as a mask. Etching is sequentially performed to form a pattern in which a region for forming the electrode 23 is opened.

【0030】次に、この基板31を高濃度の水酸化カリ
ウム溶液(例えば、80℃に加熱した30%濃度KOH
溶液)中に浸潰し、シリコンの異方性エッチングを行う
ことによってシリコン基板31に所望の凹部21を彫り
込む。このときの凹部21の溝深さは、振動板10を駆
動するために必要なギャップ寸法と、電極保護膜25及
び電極23の厚さ及びシリコン基板31と電極23の絶
縁のためのシリコン酸化膜22の厚さ分だけ彫り込む。
Next, this substrate 31 is washed with a high-concentration potassium hydroxide solution (for example, 30% KOH heated to 80 ° C.).
Solution)), and anisotropic etching of silicon is performed to engrave a desired concave portion 21 in the silicon substrate 31. At this time, the groove depth of the concave portion 21 is determined by a gap size necessary for driving the diaphragm 10, a thickness of the electrode protective film 25 and the electrode 23, and a silicon oxide film for insulating the silicon substrate 31 and the electrode 23. Engrave only 22 thickness.

【0031】なお、ここでは、高濃度のアルカリ金属の
水溶液を用いてエッチングしたが、TMAH(テトラ・
メチル・アンモニウム・ヒドロキシド)を用いたウエッ
トエッチングなどでも良い。また、時間はかかるが、ド
ライエッチングによって溝(凹部)形成をしても良い。
ただし、ドライエッチングの場合は、上述した第2実施
形態のようなエッチング速度の面異方性を用いたギャッ
プ制御はできなくなる。
In this case, the etching was performed using a high-concentration aqueous solution of an alkali metal.
For example, wet etching using methyl, ammonium, or hydroxide may be used. Although it takes time, a groove (recess) may be formed by dry etching.
However, in the case of dry etching, the gap control using the plane anisotropy of the etching rate as in the above-described second embodiment cannot be performed.

【0032】次いで、溝加工が終了したシリコン基板3
1を洗浄した後、各図(d)に示すように、シリコン基
板31全体を熱処理し、シリコンが剥き出しになってい
る凹部21に絶縁膜となるシリコン酸化膜22を形成す
る。このシリコン酸化膜22の厚さは、個別電極23と
シリコン基板31の電気的絶縁が取れる厚さであれば良
い。ここでは、個別電極23をワイヤーボンディングで
接続する場合を想定して約1μmの厚さに形成した。な
お、このとき接合面となる面には、シリコン窒化膜33
が残っているため、シリコン酸化膜32は成長せず、薄
い状態のまま保持される。
Next, the silicon substrate 3 after the groove processing is completed
After cleaning 1, as shown in each figure (d), the entire silicon substrate 31 is heat-treated to form a silicon oxide film 22 serving as an insulating film in the concave portion 21 where silicon is exposed. The thickness of the silicon oxide film 22 may be any thickness as long as the individual electrodes 23 and the silicon substrate 31 can be electrically insulated. Here, the thickness is about 1 μm, assuming that the individual electrodes 23 are connected by wire bonding. At this time, the silicon nitride film 33 is
Remain, the silicon oxide film 32 does not grow and is kept in a thin state.

【0033】続いて、各図(d)に示すように、電極材
料となる多結晶シリコン膜を約300nmの厚さに堆積
し、フォトエッチングの手法を用いて所望の電極形状に
加工して電極23を形成する。ここでは、不純物がドー
ピングされたポリシリコンを電極に使用しているが、高
融点金属を用いても良いし、窒化チタンのような導電性
のセラミックスを電極としても良い。
Subsequently, as shown in each figure (d), a polycrystalline silicon film serving as an electrode material is deposited to a thickness of about 300 nm, and processed into a desired electrode shape using a photo-etching technique. 23 are formed. Here, polysilicon doped with impurities is used for the electrode, but a high melting point metal may be used, or a conductive ceramic such as titanium nitride may be used for the electrode.

【0034】その後、シリコン基板31の熱酸化を行っ
てポリシリコン電極23面に酸化膜25を形成し電極保
護膜とした。ここで、窒化チタンを使うような場合に
は、電極材料を堆積した後、HTOなどのシリコン酸化
膜を堆積し、この上にフォトエッチングの手法で電極形
状を形作り、このパターンをマスクにし、電極材料まで
順次エッチングして、電極23を形成しても良い。
Thereafter, the silicon substrate 31 was thermally oxidized to form an oxide film 25 on the surface of the polysilicon electrode 23, thereby forming an electrode protection film. Here, when titanium nitride is used, an electrode material is deposited, a silicon oxide film such as HTO is deposited, an electrode shape is formed on the silicon oxide film by a photo-etching method, and this pattern is used as a mask. The electrode 23 may be formed by sequentially etching the material.

【0035】続いて、図示しないが、シリコン基板31
上に残存するシリコン窒化膜33を選択的にエッチング
して取り除く。窒化膜33が除去された後、薄い弗化水
素酸を使いシリコン基板31表面上のシリコン酸化膜3
2を完全に取り除く。このとき、電極23上のシリコン
酸化膜25もエッチングされることになるが、接合面と
なるシリコン基板31上の酸化膜32よりも十分に厚い
ので問題はない。ただし、酸化膜32が除去されたシリ
コン基板31は、短時間に自然酸化膜が形成されてしま
うので、振動板/液室基板となるシリコン基板との接合
直前に酸化膜32を除去することが重要である。
Subsequently, although not shown, the silicon substrate 31
The silicon nitride film 33 remaining on the upper surface is selectively removed by etching. After the nitride film 33 is removed, the silicon oxide film 3 on the surface of the silicon substrate 31 is formed using thin hydrofluoric acid.
Remove 2 completely. At this time, the silicon oxide film 25 on the electrode 23 is also etched, but there is no problem because the silicon oxide film 25 is sufficiently thicker than the oxide film 32 on the silicon substrate 31 serving as a bonding surface. However, since a natural oxide film is formed in a short time on the silicon substrate 31 from which the oxide film 32 has been removed, it is necessary to remove the oxide film 32 immediately before bonding with the silicon substrate serving as the diaphragm / liquid chamber substrate. is important.

【0036】そこで、シリコン基板31の酸化膜32を
除去した後、図7(a)及び図9(a)に示すように、
シリコン基板31上に振動板/液室基板1となるシリコ
ン基板41を接合する。
Then, after the oxide film 32 of the silicon substrate 31 is removed, as shown in FIGS. 7A and 9A,
A silicon substrate 41 serving as the vibration plate / liquid chamber substrate 1 is bonded on the silicon substrate 31.

【0037】ここで、シリコン基板41としては結晶面
方位(110)のp型の両面研磨したシリコン基板を用
いている。このようなシリコン基板を用いるのは、シリ
コンのウェットエッチング時のエッチング速度の面異方
性を利用し、制度の良い囲う形状を得るためのものであ
る。
Here, as the silicon substrate 41, a p-type double-side polished silicon substrate having a crystal plane orientation (110) is used. Such a silicon substrate is used in order to obtain a good surrounding shape by utilizing the plane anisotropy of the etching rate during wet etching of silicon.

【0038】このシリコン基板41の接合面側には高濃
度のホウ素を注入(1×1020原子/cm3以上)し、
これを活性化して、所定の深さ、即ち振動板10の厚さ
まで拡散させたホウ素拡散層42を形成している。ここ
では、高濃度の不純物が注入されたシリコン基板を用い
ているが、例えば、SOI基板の活性層を振動板として
使用することも可能であるし、前記高濃度不純物基板上
に、シリコンをエピ成長させた基板を振動板とすること
もできる。振動板の極性と電極基板の極性が一致してい
れば、いずれの基板であっても使用できる。
A high-concentration boron is implanted (1 × 10 20 atoms / cm 3 or more) into the bonding surface side of the silicon substrate 41.
This is activated to form the boron diffusion layer 42 diffused to a predetermined depth, that is, the thickness of the diaphragm 10. Here, a silicon substrate into which a high-concentration impurity is implanted is used. However, for example, an active layer of an SOI substrate can be used as a diaphragm, and silicon is epitaxially deposited on the high-concentration impurity substrate. The grown substrate can be used as a diaphragm. As long as the polarity of the diaphragm and the polarity of the electrode substrate match, any substrate can be used.

【0039】また、シリコン基板31とシリコン基板4
1との接合は、先ず、両基板31,41をSC−1洗浄
法(アンモニア水+過酸化水素水+超純水の混合液を8
0℃以上に加熱した溶液中で洗浄する。)によって洗浄
する。続いて、薄い弗化水素酸で洗浄し、シリコン基板
31,41の酸化膜を除去する。この処理によって表面
の酸化膜を全て取り去ると共に、シリコン界面を水素原
子で終端することができる。このことで両シリコン基板
31,41の各接合面は撥水性を持つようになる。この
処理によってシリコン表面の導電性が確保できる。
The silicon substrate 31 and the silicon substrate 4
First, both substrates 31 and 41 are cleaned by SC-1 cleaning method (a mixed solution of ammonia water + hydrogen peroxide water + ultra pure water is applied for 8 minutes).
Wash in solution heated above 0 ° C. ). Subsequently, the substrate is washed with thin hydrofluoric acid to remove the oxide films on the silicon substrates 31 and 41. By this treatment, all the oxide film on the surface can be removed, and the silicon interface can be terminated with hydrogen atoms. As a result, the bonding surfaces of the silicon substrates 31 and 41 have water repellency. By this processing, the conductivity of the silicon surface can be secured.

【0040】そこで、これら各基板31,41の表面を
静かにアライメントし、貼り合わせる。このとき、両基
板31,41の接合は分子間力の様な弱い自己接合力し
か持たないため、1〜2バールの圧力で押圧して仮固着
させる。この後、窒素雰囲気下、800〜1100℃
(ここでは、1000℃とした。)で2時間程度基板を
焼成することで、両基板31,41を直接的に接合させ
ることができる。この熱処理によって両基板31,41
は強固に固着し、必要な接合強度を得ることができる。
Therefore, the surfaces of these substrates 31, 41 are gently aligned and bonded. At this time, since the substrates 31 and 41 have only a weak self-bonding force such as an intermolecular force, they are temporarily fixed by pressing with a pressure of 1 to 2 bar. Thereafter, under a nitrogen atmosphere, 800 to 1100 ° C.
By firing the substrate for about 2 hours at 1000 ° C., the two substrates 31 and 41 can be directly bonded. By this heat treatment, both substrates 31, 41
Are firmly fixed, and the required bonding strength can be obtained.

【0041】続いて、接合が完了したシリコン基板41
に薄い振動板10及び液室用凹部などを形成する。ま
ず、接合したシリコン基板41にLP−CVD法、熱C
VD法などの方法で、シリコン窒化膜43を約500n
mの厚さに形成する。このときのシリコン窒化膜43の
厚さは、後工程のエッチング時のマスクとして機能する
厚さであれば良い。
Subsequently, the bonded silicon substrate 41 is completed.
Then, a thin diaphragm 10 and a recess for a liquid chamber are formed. First, an LP-CVD method and a heat C
The silicon nitride film 43 is formed to a thickness of about 500 n by a method such as a VD method.
m. The thickness of the silicon nitride film 43 at this time may be any thickness as long as it functions as a mask during etching in a later step.

【0042】そして、振動板を形成するシリコン基板4
1側に、フオトレジストを塗布し赤外光等を用いて、接
合面の中にある電極パターンにアライメントさせたパタ
ーンを形成し、このフォトレジストパターンに合わせて
シリコン窒化膜43を除去して、加圧室用凹部、共通イ
ンク室用凹部に対応する開口を有するシリコン窒化膜4
3のパターンを形成する。
Then, the silicon substrate 4 forming the diaphragm
On one side, a photoresist is applied and a pattern aligned with the electrode pattern in the bonding surface is formed using infrared light or the like, and the silicon nitride film 43 is removed in accordance with the photoresist pattern. Silicon nitride film 4 having an opening corresponding to the depression for the pressure chamber and the depression for the common ink chamber
The pattern of No. 3 is formed.

【0043】この後、貼り合わせたシリコン基板31,
41を、高濃度の水酸化カリウム溶液(例えば、80℃
に加熱した30%濃度KOH溶液)中に浸潰し、各図
(b)に示すように、シリコン基板31の異方性エッチ
ングを行うことで所望の形状の加圧室6となる凹部4
4、共通インク室8となる凹部45を形成し、更にノズ
ル連通路となる溝(オリフィス)46及び流体抵抗部7
となる溝部47を形成する。
Thereafter, the bonded silicon substrates 31,
41 is a high-concentration potassium hydroxide solution (for example, 80 ° C.)
(A 30% KOH solution heated to a predetermined temperature) and anisotropically etching the silicon substrate 31 as shown in FIG.
4. A recess 45 serving as a common ink chamber 8 is formed, and a groove (orifice) 46 serving as a nozzle communication passage and a fluid resistance portion 7 are formed.
Is formed.

【0044】このとき、CVD法を用いてシリコン窒化
膜43を形成したことで、シリコン基板41の全面にシ
リコン窒化膜43が形成されているので、シリコン基板
41を水酸化カリウム溶液中に浸潰しても、所定のパタ
ーン面以外はエッチングされることはない。そして、不
純物が高濃度に拡散された拡散層42までエッチングが
進むと、エッチング速度が、ほぼ完全に停止している状
態にまで低下する。これにより、拡散層42からなる所
望の厚さの振動板10を精度良く得られる。このこと
は、エッチング時間管理等の条件を緩やかに決めること
ができ、工程管理が行いやすくなる利点も有する。
At this time, since the silicon nitride film 43 is formed over the entire surface of the silicon substrate 41 by forming the silicon nitride film 43 by the CVD method, the silicon substrate 41 is immersed in a potassium hydroxide solution. However, other than the predetermined pattern surface is not etched. Then, when the etching proceeds to the diffusion layer 42 in which the impurities are diffused at a high concentration, the etching rate is reduced to a state where the etching is almost completely stopped. As a result, the diaphragm 10 having a desired thickness and made of the diffusion layer 42 can be obtained with high accuracy. This has the advantage that the conditions such as the etching time management can be determined gently and the process management can be easily performed.

【0045】続いて、エッチングが終了した貼り合せた
シリコン基板31,41を洗浄し、必要であれば、貼り
合せ基板31,41表面に残存するシリコン窒化膜を選
択的に除去し、各図(c)に示すように、シリコン基板
41の個別電極の取り出し口になる部分をエッチングマ
スクを使って開口した後、個別のインクジェットヘッド
に切り出す。この後、インク供給口15を有する蓋部材
49をシリコン基板41上に接着する。
Subsequently, the bonded silicon substrates 31, 41 after the etching are washed, and if necessary, the silicon nitride film remaining on the surfaces of the bonded substrates 31, 41 is selectively removed. As shown in c), a portion of the silicon substrate 41 serving as an outlet for an individual electrode is opened using an etching mask, and then cut into individual inkjet heads. After that, the lid member 49 having the ink supply port 15 is bonded onto the silicon substrate 41.

【0046】これにより、各図(c)に示すように、振
動板/液室基板1がシリコン基板41から形成され、電
極基板2がシリコン基板31から形成されて、ヘッド端
面(側壁)にノズル孔4を有し、このノズル孔4がノズ
ル連通路4aを介して連通する加圧室6、加圧室6の壁
面を形成する振動板10及びこれに対向する電極23な
どを有するインクジェットヘッドが完成する。
As a result, as shown in FIG. 4C, the diaphragm / liquid chamber substrate 1 is formed from the silicon substrate 41, the electrode substrate 2 is formed from the silicon substrate 31, and the nozzle end face (side wall) is formed on the head end face (side wall). An ink jet head having a hole 4, a pressurizing chamber 6 communicating with the nozzle hole 4 via a nozzle communication passage 4 a, a vibration plate 10 forming a wall surface of the pressurizing chamber 6, an electrode 23 opposed thereto, and the like are provided. Complete.

【0047】そして、ヘッドは個別電極23をワイヤー
ボンディングによって、保持基板(ガラスエポキシ基板
などの実装基板)上に接続し、電極基板2であるシリコ
ン基板31裏面から共通電極を取出す。
Then, the head connects the individual electrodes 23 on a holding substrate (a mounting substrate such as a glass epoxy substrate) by wire bonding, and takes out a common electrode from the back surface of the silicon substrate 31 which is the electrode substrate 2.

【0048】このような構成を取ることで、振動板の電
位を安定して供給することができると共に、各ビット間
の振動特性のばらつきを押さえることができる。
By adopting such a configuration, it is possible to stably supply the potential of the diaphragm, and it is possible to suppress the variation in the vibration characteristics between the bits.

【0049】次に、本発明の第3実施形態に係るインク
ジェットヘッドの他の製造方法について説明する。ここ
では、上述した振動板/液室基板となるシリコン基板4
1と電極基板となるシリコン基板31とを共晶接合で接
合する。なお、その他は上記の製造工程と同様であるの
で説明を省略する。
Next, another method of manufacturing the ink jet head according to the third embodiment of the present invention will be described. Here, the silicon substrate 4 serving as the vibration plate / liquid chamber substrate described above is used.
1 and a silicon substrate 31 serving as an electrode substrate are joined by eutectic joining. Note that the other steps are the same as those in the above-described manufacturing process, and thus the description is omitted.

【0050】すなわち、先ず、両基板31,41をSC
−1洗浄法(アンモニア水+過酸化水素水+超純水の混
合液を80℃以上に加熱した溶液中で洗浄する。)によ
って洗浄する。続いて、薄い弗化水素酸で洗浄し、シリ
コン基板31,41の酸化膜を除去する。この処理によ
って表面の酸化膜を全て取り去ると共に、シリコン界面
を水素原子で終端することができる。このことで両シリ
コン基板31,41の各接合面は撥水性を持つようにな
る。この処理によってシリコン表面の導電性が確保でき
る。
That is, first, both substrates 31 and 41 are
-1 Washing method (washing a mixed solution of ammonia water + hydrogen peroxide + ultrapure water in a solution heated to 80 ° C or higher). Subsequently, the substrate is washed with thin hydrofluoric acid to remove the oxide films on the silicon substrates 31 and 41. By this treatment, all the oxide film on the surface can be removed, and the silicon interface can be terminated with hydrogen atoms. As a result, the bonding surfaces of the silicon substrates 31 and 41 have water repellency. By this processing, the conductivity of the silicon surface can be secured.

【0051】続いて、シリコン基板41の接合面となる
面にシリコンと共晶反応を起こす金属である金を約1μ
mの厚さに蒸着する。ここでは、金を使用しているが、
シリコンと共晶反応を起こす金属であれば、金でなくて
も良く、例えば、Sn、Pb、Geと金の合金などでも良
い。
Subsequently, gold, which is a metal causing a eutectic reaction with silicon, is applied to the surface of the silicon substrate 41 to be a bonding surface by about 1 μm.
Deposit to a thickness of m. Here we use gold,
Any metal that causes a eutectic reaction with silicon may be used instead of gold, for example, an alloy of Sn, Pb, Ge, and gold.

【0052】その後、シリコン基板41と31を接合し
固定治具で固定した後、窒素雰囲気下400℃で1時間
焼成し、ウェハ同士を貼り合わせた。この熱処理によっ
て金とシリコンは共晶反応を起こし、370℃程度の低
い温度で液層を形成し共晶状態になる。更にシリコンが
拡散してゆくと、共晶反応を示す組成域を外れ、このよ
うな低い温度では液層ができなくなり反応は停止する。
これによって、シリコン基板31とシリコン基板41は
一体化し強固な接合が得られる。
Thereafter, the silicon substrates 41 and 31 were bonded and fixed with a fixing jig, and then baked at 400 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to bond the wafers together. This heat treatment causes a eutectic reaction between gold and silicon, and forms a liquid layer at a low temperature of about 370 ° C. to be in a eutectic state. When silicon further diffuses, the composition goes out of the composition range showing the eutectic reaction. At such a low temperature, a liquid layer cannot be formed and the reaction stops.
As a result, the silicon substrate 31 and the silicon substrate 41 are integrated and a strong bond is obtained.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェットヘッドによれば、導電性を有する電極基板上
に絶縁層を介して電極を設け、電極基板と振動板とを電
気的に接続したので、電極基板を共通電極の取り出しに
用いることができ、ヘッドの小型化を図れ、ビット間の
インク滴吐出特性のバラツキが低減する。
As described above, according to the ink jet head of the present invention, electrodes are provided on a conductive electrode substrate via an insulating layer, and the electrode substrate and the diaphragm are electrically connected. Therefore, the electrode substrate can be used for taking out the common electrode, the size of the head can be reduced, and the variation in the ink droplet ejection characteristics between bits can be reduced.

【0054】ここで、電極基板を絶縁層を介さずに振動
板と接合することで、電極基板と振動板とを安定して高
い信頼性で電気的に接続することができる。この場合、
電極基板及び振動板をシリコン基板から形成し、且つ両
シリコン基板を直接接合することで、熱膨張差による反
りや剥がれがなく、ギャップ精度を確保することができ
る。また、電極基板及び振動板をシリコン基板から形成
し、且つ両シリコン基板を金属を介して共晶接合する
で、ギャップ精度を確保することができると共に振動板
の抵抗が低下する。
Here, by joining the electrode substrate to the diaphragm without the interposition of the insulating layer, the electrode substrate and the diaphragm can be electrically connected stably and with high reliability. in this case,
By forming the electrode substrate and the vibration plate from a silicon substrate and directly bonding the two silicon substrates, warpage or peeling due to a difference in thermal expansion does not occur, and gap accuracy can be secured. In addition, since the electrode substrate and the diaphragm are formed from a silicon substrate and both silicon substrates are eutectic bonded via a metal, gap accuracy can be ensured and the resistance of the diaphragm decreases.

【0055】この場合、電極基板に結晶面方位(10
0)の単結晶シリコン基板を用いることで、異方性エッ
チングを使ったギャップ形成の設計自由度を高めること
ができ、またギャップを可変ギャップ(ギャップ長が変
化するギャップ)を容易に形成することができる。
In this case, the crystal orientation (10
By using the single crystal silicon substrate of 0), the degree of freedom in designing a gap using anisotropic etching can be increased, and the gap can be easily formed with a variable gap (gap having a variable gap length). Can be.

【0056】また、電極基板に結晶面方位(110)の
単結晶シリコン基板を用いることで、異方性エッチング
を使ったギャップ形成の設計自由度を高めることがで
き、また安定した振動特性を得ることができる。
Further, by using a single-crystal silicon substrate having a crystal plane orientation of (110) as the electrode substrate, the degree of freedom in designing a gap using anisotropic etching can be increased, and stable vibration characteristics can be obtained. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係るインクジェットヘ
ッドの平面説明図
FIG. 1 is an explanatory plan view of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿う断面説明図FIG. 2 is an explanatory sectional view taken along line AA in FIG. 1;

【図3】図1のB−B線に沿う断面説明図FIG. 3 is an explanatory sectional view taken along line BB of FIG. 1;

【図4】図1のC−C線に沿う断面説明図FIG. 4 is an explanatory sectional view taken along line CC of FIG. 1;

【図5】本発明の第2実施形態に係るインクジェットヘ
ッドの断面説明図
FIG. 5 is an explanatory sectional view of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3実施形態に係るインクジェットヘ
ッド及びその製造工程の説明に供するヘッド長手方向断
面説明図
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of the inkjet head according to a third embodiment of the present invention in the longitudinal direction of the head for explaining a manufacturing process thereof.

【図7】同じく図6に続くヘッド長手方向断面説明図7 is an explanatory cross-sectional view of the head in the longitudinal direction, following FIG.

【図8】同じくヘッド短手方向断面説明図FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view of the head in the same direction.

【図9】同じく図7に続く短手方向断面説明図FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view similar to FIG. 7;

【図10】従来のインクジェットヘッドの平面説明図FIG. 10 is an explanatory plan view of a conventional ink jet head.

【図11】同ヘッドの長手方向断面説明図FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…振動板/液室基板、2…電極基板、3…ノズル板、
4…ノズル孔、6…液室、7…流体抵抗部、8…共通イ
ンク液室、10…振動板、21…凹部、22…シリコン
酸化膜、23…電極、24…ギャップ、25…絶縁膜。
1: diaphragm / liquid chamber substrate, 2: electrode substrate, 3: nozzle plate,
4 ... nozzle hole, 6 ... liquid chamber, 7 ... fluid resistance part, 8 ... common ink liquid chamber, 10 ... vibration plate, 21 ... concave part, 22 ... silicon oxide film, 23 ... electrode, 24 ... gap, 25 ... insulating film .

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク滴を吐出するノズル孔と、このノ
ズル孔が連通するインク流路と、このインク流路の壁面
を形成する振動板と、この振動板に対向する電極とを備
え、前記振動板と電極との間の静電力で振動板を変位さ
せて前記ノズル孔からインク滴を吐出するインクジェッ
トヘッドにおいて、導電性を有する電極基板上に絶縁層
を介して前記電極を設け、前記電極基板と前記振動板と
を電気的に接続したことを特徴とするインクジェットヘ
ッド。
A nozzle hole for discharging ink droplets, an ink flow path communicating with the nozzle hole, a vibration plate forming a wall surface of the ink flow path, and an electrode facing the vibration plate; In an inkjet head that displaces the diaphragm with electrostatic force between the diaphragm and an electrode to discharge ink droplets from the nozzle holes, the electrode is provided on a conductive electrode substrate via an insulating layer, and the electrode is provided. An inkjet head, wherein a substrate and the diaphragm are electrically connected.
【請求項2】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
において、前記電極基板と前記振動板とを絶縁層を介さ
ずに接合したことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. The ink jet head according to claim 1, wherein said electrode substrate and said diaphragm are joined without interposing an insulating layer.
【請求項3】 請求項2に記載のインクジェットヘッド
において、前記電極基板及び振動板をシリコン基板から
形成し、且つ両シリコン基板を直接接合したことを特徴
とするインクジェットヘッド。
3. The ink jet head according to claim 2, wherein the electrode substrate and the vibration plate are formed from a silicon substrate, and both silicon substrates are directly joined.
【請求項4】 請求項2に記載のインクジェットヘッド
において、前記電極基板及び振動板をシリコン基板から
形成し、且つ両シリコン基板を金属を介して共晶接合し
たことを特徴とするインクジェットヘッド。
4. The ink jet head according to claim 2, wherein the electrode substrate and the vibration plate are formed from a silicon substrate, and both silicon substrates are eutectic bonded via a metal.
【請求項5】 請求項3又は4に記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記電極基板が結晶面方位(100)
の単結晶シリコン基板であることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
5. The ink jet head according to claim 3, wherein the electrode substrate has a crystal plane orientation (100).
An inkjet head, characterized in that it is a single-crystal silicon substrate.
【請求項6】 請求項3又は4に記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記電極基板が結晶面方位(110)
の単結晶シリコン基板であることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
6. The ink jet head according to claim 3, wherein the electrode substrate has a crystal plane orientation (110).
An inkjet head, characterized in that it is a single-crystal silicon substrate.
JP11201111A 1999-07-15 1999-07-15 Ink jet head Pending JP2001026105A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11201111A JP2001026105A (en) 1999-07-15 1999-07-15 Ink jet head
US09/610,807 US6354696B1 (en) 1999-07-15 2000-07-06 Ink-jet head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11201111A JP2001026105A (en) 1999-07-15 1999-07-15 Ink jet head

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001026105A true JP2001026105A (en) 2001-01-30

Family

ID=16435593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11201111A Pending JP2001026105A (en) 1999-07-15 1999-07-15 Ink jet head

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6354696B1 (en)
JP (1) JP2001026105A (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6445106B1 (en) * 2000-02-18 2002-09-03 Intel Corporation Micro-electromechanical structure resonator, method of making, and method of using
US6494567B2 (en) * 2000-03-24 2002-12-17 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element and manufacturing method and manufacturing device thereof
US7323115B2 (en) * 2003-02-13 2008-01-29 Canon Kabushiki Kaisha Substrate processing method and ink jet recording head substrate manufacturing method
US7334871B2 (en) * 2004-03-26 2008-02-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid-ejection device and methods of forming same
JP2005354846A (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Seiko Epson Corp Electrode substrate manufacturing method, and electrode, electrostatic actuator, liquid-drop discharging head and liquid-drop discharging device
JP4507965B2 (en) * 2005-04-15 2010-07-21 セイコーエプソン株式会社 Method for manufacturing droplet discharge head

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6159911A (en) 1984-08-30 1986-03-27 Nec Corp Changeover switch circuit
JPH06105429B2 (en) 1988-08-15 1994-12-21 日本電気株式会社 Micro program controller
US6113218A (en) * 1990-09-21 2000-09-05 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording apparatus and method for producing the head thereof
JPH0671882A (en) 1992-06-05 1994-03-15 Seiko Epson Corp Ink jet head and production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US6354696B1 (en) 2002-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0671882A (en) Ink jet head and production thereof
JPH11320873A (en) Ink-jet head
JP2009226795A (en) Method for manufacturing inkjet recording head, inkjet recording head, and inkjet recorder
JPH1134344A (en) Manufacture of ink jet head
JP2001026105A (en) Ink jet head
JP3133171B2 (en) Method of manufacturing inkjet head
JP2001113701A (en) Electrostatic ink-jet head and production method thereof
JP2001270110A (en) Liquid drop discharge head and ink jet recorder
JP2000015804A (en) Ink-jet head and production thereof
JP2000177122A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JP2001001515A (en) Method for machining silicon basic body, ink jet head employing silicon basic body and manufacture thereof
JP3594808B2 (en) Inkjet head
JP3652150B2 (en) Inkjet head
JP4039799B2 (en) Droplet discharge head, image forming apparatus, and apparatus for discharging droplets
JP4070175B2 (en) Droplet ejection head, inkjet recording apparatus, image forming apparatus, and apparatus for ejecting droplets
JP3528586B2 (en) A method for manufacturing an ink jet head.
JP2002160361A (en) Ink drop ejecting head
JP2001171111A (en) Method for manufacturing ink jet head
JP2003034035A (en) Liquid drop discharge head
JP2002248756A (en) Ink-jet head
JP2001341306A (en) Imaging head, imaging apparatus comprising it and method for manufacturing imaging head
JP4033318B2 (en) Inkjet head manufacturing method
JP2000108343A (en) Ink jet head
JP2000343693A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JP2002240282A (en) Liquid drop discharge head and its manufacturing method